光耦對(duì)輸入、輸出電信號(hào)起隔離作用,光耦合器一般由三部分組成:光的發(fā)射、光的接收及信號(hào)放大。輸入的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管(LED),使之發(fā)出一定波長(zhǎng)的光,被光探測(cè)器接收而產(chǎn)生光電流,再經(jīng)過進(jìn)一步放大后輸出。這就完成了電—光—電的轉(zhuǎn)換,從而起到輸入、輸出、隔離的作用。
由于光耦合器輸入輸出間互相隔離,電信號(hào)傳輸具有單向性等特點(diǎn),因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。光耦合器的輸入端屬于電流型工作的低阻元件,因而具有很強(qiáng)的共模抑制能力。
為什么需要光耦?
1.連接具有不同接地電位的電路
例如,當(dāng)信號(hào)在使用交流線路電源的電路與電話電路之間交換時(shí),由于其接地電位不同,因此無法將其連接至公共接地點(diǎn)。光耦用于將信號(hào)傳輸至具有不同接地電位的電路。
2.防止共模噪聲的影響
例如,如欲使用基于微弱信號(hào)運(yùn)行的微處理器控制大負(fù)載(例如,電機(jī)和螺線管),由這類負(fù)載產(chǎn)生的大共模噪聲可能會(huì)通過地線嚴(yán)重影響微處理器的運(yùn)行。這種情況下,使用具有電氣分隔功能的光耦可預(yù)防誤動(dòng)作。
3.人身安全
家用電子產(chǎn)品由交流電源線供電,必須確保安全,以防止人體直接接觸交流電源線。每個(gè)國家均制定了產(chǎn)品必須遵循的安全標(biāo)準(zhǔn)。為實(shí)現(xiàn)電氣隔離(例如,預(yù)防電擊),可將光耦用作符合安全標(biāo)準(zhǔn)的元器件。
光耦的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如何?
對(duì)于光耦,封裝內(nèi)部的結(jié)構(gòu)也會(huì)根據(jù)所需的隔離性能、封裝尺寸和內(nèi)部芯片尺寸等條件而相應(yīng)變化。
1.單模面對(duì)面型
裝有LED的框架和裝有光電檢測(cè)器的框架面對(duì)面(透射)并模制成型。硅樹脂用作LED與光電檢測(cè)器之間的光傳輸部分。
2.單模面對(duì)面型(帶有聚酰亞胺薄膜)
為增加輸入與輸出之間的隔離電壓,在LED與光電檢測(cè)器之間插入聚酰亞胺薄膜。
3.雙模面對(duì)面型
此光耦采用面對(duì)面式結(jié)構(gòu),內(nèi)部為白色模制成型部分,外部為黑色模制成型部分。光傳輸部分的白色模具材質(zhì)為具有高紅外光透射率的樹脂。
4.反射型
此光耦的結(jié)構(gòu)為在同一平面上裝有LED的框架以及裝有光電檢測(cè)器的框架。稱為“反射式”是因?yàn)樵诠铇渲瑑?nèi)部反射的LED光到達(dá)光電檢測(cè)器。
①機(jī)體
②窗口
③檢測(cè)器
④LED
⑤薄膜
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